(57)【要約】【課題】アクチュエータによる操舵角速度の左右非対称性に起因する制御性能上の制限をなくし、自動操舵の制御性能を十分に発揮可能な走行制御装置を提供する。【解決手段】車両が走行する前方の道路情報を検出するカメラＳ１と、カメラＳ１からの道路情報から目標進行ラインを演算すると共に、走行中の車両のハンドル２の目標操舵角を決定する自動操舵コントローラ３と、自動操舵コントローラ３で決定された目標操舵角に基づいて、ハンドル２を目標操舵角となるように制御する油圧回路からなるアクチュエータ４とを備えた走行制御装置において、自動操舵コントローラ３からの目標操舵角を基に、アクチュエータ４の左右方向の目標操舵角に対してアクチュエータ４による左右の操舵角速度が同じとなるように指示電流を決定してアクチュエータ４に出力する左右対称補償部５を備えたものである。【選択図】図１
2010254184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され該車両が走行する前方の道路情報を検出するカメラと、該カメラからの道路情報が入力され、その道路情報から目標進行ラインを演算すると共に、前記目標進行ラインから走行中の車両のハンドルの目標操舵角を決定する自動操舵コントローラと、該自動操舵コントローラで決定された目標操舵角に基づいて、前記ハンドルを前記目標操舵角となるように制御する油圧回路からなるアクチュエータとを備え、車両を道路に沿って自動操舵する走行制御装置において、
前記自動操舵コントローラから前記目標操舵角が入力され、その目標操舵角を基に、前記アクチュエータの左右方向の目標操舵角に対して前記アクチュエータによる左右の操舵角速度が同じとなるように指示電流を決定し、その指示電流を前記アクチュエータに出力する左右対称補償部を備えたことを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記左右対称補償部は、
予め設定した左右対称な操舵角と目標操舵角速度の関係をマップとして記憶するマップ記憶部と、
該マップ記憶部に記憶されたマップを用い、前記自動操舵コントローラで求めた目標操舵角に対応する目標操舵角速度を求める目標操舵角速度演算部と、
該目標操舵角速度演算部で求めた目標操舵角速度に対して、前記アクチュエータの操舵角速度が一致するように指示電流を決定し、その指示電流を前記アクチュエータに出力する指示電流演算出力部とを備えた請求項１記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記指示電流演算出力部は、
予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係曲線に基づき、その関係曲線の接線の傾きと切片をパラメータとして求めるパラメータ演算部と、
前記ハンドルの操舵角と前記アクチュエータによる操舵角速度の関係が、予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係と一致するように、前記パラメータ演算部で求めたパラメータに基づいて、スライディングモード制御により前記指示電流を演算して出力するスライディングモード制御部とを備える請求項２記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記パラメータ演算部は、前記目標操舵角と前記目標操舵角速度とに基づき、ニューラルネットワークのアルゴリズムを用いることにより、予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係における接線の傾きと切片をパラメータとして演算するようにされる請求項３記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記スライディングモード制御部は、被制御対象となる前記ハンドルの操舵角と前記アクチュエータによる操舵角速度を、前記パラメータに基づいて設定した切替超平面上に拘束するように、前記指示電流を演算して出力するようにされる請求項３または４記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記スライディングモード制御部は、出力する指示電流のゲインを、ファジー制御により求めるようにされる請求項５記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を目標進行ラインに沿って自動操舵する自動操縦制御を行う車両の走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動操舵に対する様々な技術が提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、カメラにより検出した前方の道路情報を基に走行制御する技術が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、前方障害物の状態に応じて適切な回避動作を行う自動操舵制御が提案されている。
【０００５】
従来の走行制御装置では、ＣＣＤカメラなどのカメラから車両の前方の道路情報を取得し、その道路情報から目標進行ラインを演算すると共に、その目標進行ラインと現在の車両の進行ラインとの偏差を求める。さらに、その偏差を基にハンドルの目標操舵角を決定し、決定した目標操舵角に基づいてアクチュエータへの指示電流（指示信号）を演算して出力する。
【０００６】
アクチュエータは、入力された指示電流の正負に応じてハンドルを右あるいは左いずれかの方向に駆動するようにされ、指示電流の絶対値に応じた操舵角、すなわち目標操舵角となるようにハンドルを制御する。
【０００７】
アクチュエータは、大型車両においては一般に油圧回路からなり、例えば、ハンドルの操作を走行輪に伝達する操舵軸に、ハンドルを右回転させる右回転駆動部、および左回転させる左回転駆動部を設け、各駆動部にコントロールバルブをそれぞれ接続すると共に、両コントロールバルブをロータリーバルブに接続し、コントロールユニットからの信号に基づき、ロータリーバルブで右回転用、左回転用いずれかのコントロールバルブに油圧ポンプからの作動油を供給するようにされる。コントロールバルブは、右回転駆動部または左回転駆動部に供給される液圧を制御し、右回転駆動部または左回転駆動部で液圧に応じた反力を操舵軸に与えることにより、ハンドルを操舵する。コントロールユニットは、入力された指示電流の絶対値に応じてコントロールバルブを制御して、右回転駆動部または左回転駆動部に供給される液圧を調整することで、ハンドルを目標操舵角となるように制御する（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８９０５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６９５７号公報
【特許文献３】特開２００７−１６８６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の走行制御装置では、目標操舵角とアクチュエータに出力する指示電流の関係を、倍数（線形）あるいは２次遅れ系の関係で決定している。つまり、操舵角が同じでれば、右に操舵する場合と左に操舵する場合で指示電流はその符号（正負）が異なるのみで、絶対値は同じとなる。
【００１０】
しかしながら、上述のようなアクチュエータで自動操舵を行う場合、アクチュエータに同じ絶対値の指示電流を入力しても、指示電流の正負により同じ応答時間における左右の操舵角が異なる場合がある。つまり、使用するアクチュエータによっては、指示電流の正負、すなわちハンドルを右に操舵するか左に操舵するかによって、同じ絶対値の指示電流を入力しても、目標操舵角に達する時間（つまり操舵角速度）が異なる場合がある。
【００１１】
例えば、上述のコントロールバルブを用いたアクチュエータでは、右回転用、左回転用いずれかのコントロールバルブを駆動してハンドルを右あるいは左に回転させるが、両コントロールバルブの特性が製造上の影響で異なる場合があり、この特性の違いにより、左右で操舵角速度が異なってしまう場合がある。さらには、摩擦、減衰などで生じる回転時の抵抗力が左右で異なる場合もあり、このような場合にも、左右で操舵角速度が異なってしまう。
【００１２】
したがって、従来方法では、このような左右で操舵角速度が異なるアクチュエータ、すなわち左右非対称な特性を有するアクチュエータを用いて自動操舵制御を行った場合、自動操舵の制御性能が十分に発揮できず、制御性能が制限されてしまうという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アクチュエータによる操舵角速度の左右非対称性に起因する制御性能上の制限をなくし、自動操舵の制御性能を十分に発揮することが可能な走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、車両に搭載され該車両が走行する前方の道路情報を検出するカメラと、該カメラからの道路情報が入力され、その道路情報から目標進行ラインを演算すると共に、前記目標進行ラインから走行中の車両のハンドルの目標操舵角を決定する自動操舵コントローラと、該自動操舵コントローラで決定された目標操舵角に基づいて、前記ハンドルを前記目標操舵角となるように制御する油圧回路からなるアクチュエータとを備え、車両を道路に沿って自動操舵する走行制御装置において、前記自動操舵コントローラから前記目標操舵角が入力され、その目標操舵角を基に、前記アクチュエータの左右方向の目標操舵角に対して前記アクチュエータによる左右の操舵角速度が同じとなるように指示電流を決定し、その指示電流を前記アクチュエータに出力する左右対称補償部を備えた走行制御装置である。
【００１５】
前記左右対称補償部は、予め設定した左右対称な操舵角と目標操舵角速度の関係をマップとして記憶するマップ記憶部と、該マップ記憶部に記憶されたマップを用い、前記自動操舵コントローラで求めた目標操舵角に対応する目標操舵角速度を求める目標操舵角速度演算部と、該目標操舵角速度演算部で求めた目標操舵角速度に対して、前記アクチュエータの操舵角速度が一致するように指示電流を決定し、その指示電流を前記アクチュエータに出力する指示電流演算出力部とを備えてもよい。
【００１６】
前記指示電流演算出力部は、予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係曲線に基づき、その関係曲線の接線の傾きと切片をパラメータとして求めるパラメータ演算部と、前記ハンドルの操舵角と前記アクチュエータによる操舵角速度の関係が、予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係と一致するように、前記パラメータ演算部で求めたパラメータに基づいて、スライディングモード制御により前記指示電流を演算して出力するスライディングモード制御部とを備えてもよい。
【００１７】
前記パラメータ演算部は、前記目標操舵角と前記目標操舵角速度とに基づき、ニューラルネットワークのアルゴリズムを用いることにより、予め設定した前記操舵角と目標操舵角速度の関係における接線の傾きと切片をパラメータとして演算するようにされてもよい。
【００１８】
前記スライディングモード制御部は、被制御対象となる前記ハンドルの操舵角と前記アクチュエータによる操舵角速度を、前記パラメータに基づいて設定した切替超平面上に拘束するように、前記指示電流を演算して出力するようにされてもよい。
【００１９】
前記スライディングモード制御部は、出力する指示電流のゲインを、ファジー制御により求めるようにされてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アクチュエータによる操舵角速度の左右非対称性に起因する制御性能上の制限をなくし、自動操舵の制御性能を十分に発揮することが可能な走行制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る走行制御装置の機能ブロック図である。
【図２】図１の走行制御装置を搭載する車両の入出力構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る走行制御装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明において、予め設定する操舵角と目標操舵角速度の関係を表すマップの一例を示す図である。
【図５】本発明において、パラメータ演算部に用いるニューラルネットワークの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る走行制御装置の機能ブロック図であり、図２は、本実施形態に係る走行制御装置を搭載する車両の入出力構成を示す図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、車両には、車両が走行する前方の道路情報を検出するＣＣＤカメラなどのカメラＳ１と、走行中の車両のヨー角を検出するヨーレートセンサＳ２と、ハンドルの角度を検出するハンドル角度センサＳ３と、トルクセンサＳ４とが搭載されている。
【００２５】
車両には、走行制御装置１が搭載されている。走行制御装置１には、カメラＳ１、ヨーレートセンサＳ２、ハンドル角度センサＳ３、トルクセンサＳ４の出力信号線がそれぞれ接続されている。
【００２６】
走行制御装置１は、車両を道路に沿って自動操舵する走行制御を行うためのものであり、カメラＳ１からの道路情報が入力され、その道路情報から目標進行ラインを演算すると共に、目標進行ラインと車両の進行ラインとの偏差を求め、その偏差と、ヨーレートセンサＳ２、ハンドル角度センサＳ３、及びトルクセンサＳ４から入力された信号とを基に、走行中の車両のハンドル２の目標操舵角を決定する自動操舵コントローラ３と、自動操舵コントローラ３で決定された目標操舵角に基づいて、ハンドル２を目標操舵角となるように制御するアクチュエータ４とを備えている。図１において、ｙは車両の横位置（車幅方向の位置）、φはヨー角、θRはハンドル角（操舵角）、θは目標操舵角を表す。
【００２７】
また、走行制御装置１は、自動操舵コントローラ３から目標操舵角が入力され、その目標操舵角を基に、アクチュエータ４の左右方向の目標操舵角に対してアクチュエータ４による左右の操舵角速度が同じとなるように指示電流（ｉ）を決定し、その指示電流をアクチュエータ４に出力する左右対称補償部５を備えている。自動操舵コントローラ３と左右対称補償部５は、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）に搭載される。
【００２８】
アクチュエータ４は、油圧回路からなり、ハンドル２の操作を走行輪に伝達する操舵軸に設けられたハンドル２を駆動するための駆動部４ａと、その駆動部４ａに作動油を供給する油圧ポンプ４ｂと、駆動部４ａに供給する作動油の液圧を調整するためのコントロールバルブ４ｃと、左右対称補償部５から入力された指示電流に応じてコントロールバルブ４ｃを制御して駆動部４ａの液圧を調整することにより、ハンドル２を目標操舵角となるように制御するコントロールユニットとを備える。
【００２９】
駆動部４ａは、コントロールバルブ４ｃで調整された液圧に応じて、操舵軸に反力を付与し、ハンドルを右回転、あるいは左回転させる。また、コントロールバルブ４ｃは、ソレノイドと該ソレノイドにより駆動されるスプールを備えており、コントロールユニットでソレノイドを駆動することにより、スプールを駆動させて、駆動部４ａの液圧を調整するようにされる。つまり、コントロールユニットに指示電流が入力されると、これに応じてコントロールユニットがソレノイドを駆動し、これによってスプールが駆動されて駆動部４ａの液圧が調整され、駆動部４ａがハンドル２を指示電流に応じた操舵角度に左右回転させる。
【００３０】
図１では、簡略化のため、１対のコントロールバルブ４ｃと駆動部４ａのみを示しているが、実際には、右回転用と左回転用の２対のコントロールバルブ４ｃと駆動部４ａを備えており、両コントロールバルブ４ｃは図示しないロータリーバルブを介して油圧ポンプ４ｂに接続されている。アクチュエータ４のコントロールユニットは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）に搭載される。
【００３１】
左右対称補償部５は、予め設定した左右対称な操舵角と目標操舵角速度の関係をマップとして記憶するマップ記憶部６と、マップ記憶部６に記憶されたマップを用い、自動操舵コントローラ３で求めた目標操舵角に対応する目標操舵角速度を求める目標操舵角速度演算部７と、目標操舵角速度演算部７で求めた目標操舵角速度に対して、アクチュエータ４による操舵角速度が一致するように指示電流を決定し、その指示電流をアクチュエータ４に出力する指示電流演算出力部８とを備える。
【００３２】
指示電流演算出力部８は、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係に基づき、その接線の傾きｈと切片ｌをパラメータとして求めるパラメータ演算部９と、ハンドル２の操舵角（θR）とアクチュエータ４による操舵角速度（θRドット）の関係が、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係と一致するように、パラメータ演算部９で求めたパラメータｈ，ｌに基づいて、スライディングモード制御により指示電流を演算して出力するスライディングモード制御部としてのＦＳＭＣ（Fuzzy Sliding Mode Controller）制御器１０とを備える。
【００３３】
パラメータ演算部９は、自動操舵コントローラ３から入力された目標操舵角と、目標操舵角速度演算部７から入力された目標操舵角速度とに基づいて、ニューラルネットワークのアルゴリズムを用いることにより、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係における接線の傾きｈ、切片ｌをパラメータとして演算するようにされる。
【００３４】
ＦＳＭＣ制御器１０は、被制御対象となるハンドル２の操舵角とアクチュエータ４による操舵角速度を、パラメータｈ、ｌに基づいて設定した切替超平面上に拘束するように、指示電流を演算して出力するようにされる。また、ＦＳＭＣ制御器１０は、出力する指示電流のゲインを、ファジー制御により求めるようにされる。ＦＳＭＣ制御器１０における制御の詳細については後述する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る走行制御装置１における制御フローを図３を用いて説明する。
【００３６】
図３に示すように、まず、自動操舵コントローラ３が、カメラＳ１、ヨーレートセンサＳ２、ハンドル角度センサＳ３、およびトルクセンサＳ４から必要なパラメータを読み込む（ステップＣ１０１）。
【００３７】
その後、自動操舵コントローラ３は、カメラＳ１からの道路情報を基に、目標進行ラインを設定する（ステップＣ１０２）。
【００３８】
具体的には、自動操舵コントローラ３が、カメラＳ１で撮像した画像から道路両端の白線を認識し、両端の白線間を自車の走行レーンとして設定すると共に、片側の白線（例えば、車両の左側の白線）から所定の距離離れたラインを目標進行ライン（目標車線）として設定する。例えば、片側の白線から５０％の距離（走行レーンの幅の５０％の距離）を目標進行ラインとするように設定した場合、両端の白線の中央のラインが目標進行ラインとなる。
【００３９】
目標進行ラインを設定した後、自動操舵コントローラ３は、カメラＳ１で撮像した画像から走行中の車両（自車）の進行ラインと目標進行ラインとの偏差を求める（ステップＣ１０３）。ここでは、車両と片側の白線との距離（横位置）と、片側の白線と目標進行ラインとの距離の差を偏差（目標偏差）とする。
【００４０】
その後、自動操舵コントローラ３は、求めた偏差を基に目標操舵角を演算する（ステップＣ１０４）。
【００４１】
目標操舵角の演算は、公知の方法により演算すればよい。具体的には、まず、操舵系の状態方程式は、［数１］に示す式（１）で表される。
【００４２】
【数１】
2010254184.tif 000003
【００４３】
式（１）におけるＡ11、Ａ12、Ａ13、Ａ31、Ａ32、Ａ33、Ｂ11、Ｂ31は、以下のように表される。
【００４４】
【数２】
2010254184.tif 000004
【００４５】
一方、車両追従制御則として、［数３］に示す式（２）がある。
【００４６】
【数３】
2010254184.tif 000005
【００４７】
式（２）を最小化する最適レギュレータの操舵角制御入力、すなわち目標操舵角は、［数４］に示す式（３）で与えられる。
【００４８】
【数４】
2010254184.tif 000006
【００４９】
自動操舵コントローラ３は、求めた目標操舵角を左右対称補償部５の目標操舵角速度演算部７、パラメータ演算部９、ＦＳＭＣ制御器１０に出力する。また、自動操舵コントローラ３は、ハンドル角度センサＳ３より得たハンドル角度（操舵角）と、その操舵角を微分して得た操舵角速度をＦＳＭＣ制御器１０に出力する。
【００５０】
左右対称補償部５の目標操舵角速度演算部７は、自動操舵コントローラ３から入力された目標操舵角を基に、予め設定しマップ記憶部６に記憶された操舵角と目標操舵角速度のマップを用いて、目標操舵角に対応する目標操舵角速度を求める（ステップＣ１０５）。
【００５１】
マップ記憶部６に記憶させるマップ（操舵角と目標操舵角速度の関係）の一例を図４に示す。図４に示すマップ４１は、横軸をハンドル２の操舵角、縦軸を目標操舵角速度としたものであり、左右対称（原点０に対して点対称）となるように、理想的な操舵角と操舵角速度の関係曲線４２を設定したものである。マップ記憶部６に記憶させるマップは図４のマップ４１に限らず、任意に設定することが可能である。
【００５２】
目標操舵角速度演算部７は、求めた目標操舵角速度をパラメータ演算部９、ＦＳＭＣ制御器１０に出力する。
【００５３】
パラメータ演算部９は、自動操舵コントローラ３から入力された目標操舵角、および目標操舵角速度演算部７から入力された目標操舵角速度を基に、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係（マップ４１の関係曲線４２）における接線の傾きｈと切片ｌ（マップ４１に示すｌ1〜ｌn）をパラメータとして求める（ステップＣ１０６）。
【００５４】
本実施形態では、図５に示すように、目標操舵角と目標操舵角速度を入力として、ニューラルネットワーク推定により、操舵角と操舵角速度の関係曲線４２における接線の傾きｈと切片ｌをパラメータとして演算するようにした。
【００５５】
パラメータ演算部９は、求めたパラメータｈ、ｌをＦＳＭＣ制御器１０に出力する。
【００５６】
ＦＳＭＣ制御器１０は、自動操舵コントローラ３から入力された操舵角（ハンドル角度）と操舵角速度と目標操舵角、目標操舵角速度演算部７から入力された目標操舵角速度、パラメータ演算部９から入力されたパラメータｈ，ｌに基づき、指示電流を演算する（ステップＣ１０７）。
【００５７】
本実施形態では、下式（４）のようにスライディングモード制御の滑り面である超平面σを規定する。
【００５８】
σ＝ｈｘ1＋ｘ2      ・・・（４）
式（４）において、ｘ1、ｘ2はシステムの状態変数であり、ｘ1＝θ、ｘ2＝θドット＋ｌとする。
【００５９】
したがって、σ＝０となる切替超平面は、下式（５）
ｘ2＝−ｈｘ1      ・・・（５）
で表される。
【００６０】
式（６）にｘ1，ｘ2を代入すると、［数５］に示す式（６）となる。
【００６１】
【数５】
2010254184.tif 000007
【００６２】
つまり、切替超平面は、上述の操舵角と目標操舵角速度の関係曲線４２における接線を、θ軸（操舵角軸）に対して反転させたものとなり、その収束点は上記関係曲線４２上（θ軸に対して反転させた関係曲線４２上）となるように設定される。したがって、この切替超平面に制御対象となるハンドル２の操舵角とアクチュエータ４による操舵角速度を拘束するように、制御入力（指示電流）を決定することで、実際の操舵角と操舵角速度の関係が予め設定した関係曲線４２と一致するように制御される。
【００６３】
スライディングモード制御における制御入力（ここでは指示電流）の構造は、一般に、［数６］に示す式（８）のように表すことができる。
【００６４】
【数６】
2010254184.tif 000008
【００６５】
理想的なシステムでは、制御入力（ここでは指示電流）が、σ＝０となる切替超平面において瞬時に理想的に切り替わり、理想的なスライディングモードが切替超平面上において実現される。しかし、実際のシステムでは、切替超平面上で瞬時に制御入力を切り替えることは困難であり、現実の切り替えは切替超平面近傍（σ＝±Δ）のある有限幅の区間で起こる。そこで、切替超平面を含む有限幅の境界層を設定し、この境界層内で、制御入力に対する切替超平面の連続近似を行う（切替超平面の近傍でハイゲインの制御を行う）ことで、スライディングモードのチャタリングを低減することが行われている。
【００６６】
本実施形態では、このようなチャタリングを低減し、ロバスト性を向上させるため、ファジーのアルゴリズムを用いて、スライディングモード制御の制御入力（指示電流）のゲインを決定する。
【００６７】
具体的には、式（８）を［数７］に示す式（９）に改良する。
【００６８】
【数７】
2010254184.tif 000009
【００６９】
式（９）におけるファジーのルールは、例えば、以下のようになる。
【００７０】
If σ is PB, then u is PB
If σ is PM, then u is PM
If σ is PS, then u is PS
If σ is ZO, then u is ZO
If σ is NS, then u is NS
If σ is NM, then u is NM
If σ is NB, then u is NB
上記条件において、ＰＢはプラスに大きい、ＰＭはプラスに中くらい、ＰＳはプラスに小さい、ＺＯはゼロ、ＮＳはマイナスに小さい、ＮＭはマイナスに中くらい、ＮＢはマイナスに大きい、を表す。例えば、上記条件における１行目は、σの値がプラスに大きい場合、制御入力（指示電流）をプラスに大きくすることを表す。
【００７１】
つまり、ＦＭＳＣ制御器１０は、ファジーのアルゴリズムを用いて、厳密な数学モデルを用いずに、制御入力である指示電流を演算する。厳密な数学モデルを用いた場合、実際のモデルと厳密な数学モデルの誤差の影響が問題となるが、制御入力（指示電流）をファジーな関係を用いて演算するようにすることで、このような誤差の影響を抑制し、ロバスト性を向上することが可能となる。
【００７２】
式（９）より、指示電流は［数８］に示す式（１０）により求めることができる。
【００７３】
【数８】
2010254184.tif 000010
【００７４】
式（１０）で得られた指示電流をアクチュエータ４（上述のコントロールユニット）に出力することにより、実際の操舵角と操舵角速度の関係を、予め設定した関係曲線４２と一致するように制御することが可能となる。
【００７５】
本実施形態の作用を説明する。
【００７６】
本実施形態に係る走行制御装置１では、自動操舵コントローラ３から入力された目標操舵角を基に、アクチュエータ４の左右方向の目標操舵角に至るまでのアクチュエータ４による左右の操舵角速度が同じとなるように指示電流を決定し、その指示電流をアクチュエータ４に出力する左右対称補償部５を備えている。
【００７７】
これにより、アクチュエータ４による操舵角速度の左右非対称性に起因する制御性能上の制限をなくし、自動操舵の制御性能を十分に発揮することが可能な走行制御装置１を実現できる。
【００７８】
また、本実施形態では、マップ記憶部６に、予め設定した左右対称な操舵角と目標操舵角速度の関係を記憶させておき、これを基に目標操舵角速度演算部７で目標操舵角に対応する目標操舵角速度を求めると共に、パラメータ演算部９で予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係に基づき、その接線の傾きｈと切片ｌをパラメータとして求め、ＦＳＭＣ制御器１０にて、ハンドル２の操舵角とアクチュエータ４による操舵角速度の関係が、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係と一致するようにスライディングモード制御を用いて指示電流を演算して、求めた指示電流をアクチュエータ４に出力するようにしている。
【００７９】
これにより、予め設定した理想的な操舵角と操舵角速度の関係と、実際の操舵角と操舵角速度の関係を一致させることが可能となる。よって、アクチュエータ４として左右非対称な操舵角速度の特性を有するものを用いたとしても、予め設定した理想的な操舵角と操舵角速度の関係を実現することが可能である。
【００８０】
さらに、アクチュエータ４はその特性（操舵角速度の特性）に個体差が存在する場合も考えられるが、この場合、アクチュエータ４ごとに特性を補正しなければならず、煩わしい。本実施形態によれば、アクチュエータ４の特性に個体差がある場合でも、予め設定した理想的な操舵角と操舵角速度の関係を実現することが可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、パラメータ演算部９で、目標操舵角と目標操舵角速度とに基づき、ニューラルネットワークのアルゴリズムを用いることにより、予め設定した操舵角と目標操舵角速度の関係における接線の傾きｈと切片ｌをパラメータとして演算するようにしている。
【００８２】
ニューラルネットワークを用いない場合、目標操舵角速度ごとに接線の傾きｈと切片ｌをデータベース（テーブル）として記憶しておく必要があるが、この場合、目標操舵角速度と接線の傾きｈ，切片ｌの関係が連続的とならない。また、目標操舵角速度と接線の傾きｈ，切片ｌの関係を精度よく求めるためには、記憶するデータベースのデータ量が膨大となってしまう。
【００８３】
本実施形態では、ニューラルネットワークを用いてパラメータｈ、ｌを演算しているため、このようなデータベースを用いずに連続的な目標操舵角速度と接線の傾きｈ，切片ｌの関係を得ることができ、膨大なデータを記憶させておく必要がなくなる。
【００８４】
また、本実施形態では、ＦＳＭＣ制御器１０にて、被制御対象となるハンドル２の操舵角とアクチュエータ４による操舵角速度を、パラメータｈ、ｌに基づいて設定した切替超平面上に拘束するように、指示電流を演算して出力するようにし、出力する指示電流のゲインを、ファジー制御により求めるようにしている。
【００８５】
ＦＭＳＣ制御器１０にて、指示電流のゲインをファジーのアルゴリズムを用いて求めることにより、ファジー制御を用いない一般的なスライディングモード制御を行う場合と比較して、チャタリングを低減し、ロバスト性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１  走行制御装置
２  ハンドル
３  自動操舵コントローラ
４  アクチュエータ
５  左右対称補償部
６  マップ記憶部
７  目標操舵角速度演算部
８  指示電流演算出力部
９  パラメータ演算部
１０  ＦＳＭＣ制御器（スライディングモード制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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